NAND Erase nedir?
NAND Erase Nedir? NAND Temizliği Neden Önemli?
NAND flash bellekte "erase" yani silme işlemi, aslında veriyi yok etmekten çok daha fazlası. Düşünsene, bir SSD'nin ya da USB belleğin içindeki o minicik hücreler var ya, işte onların içine yazdığımız verileri bir sonraki kullanım için hazırlama süreci bu. Ama öyle basit bir silme değil bu, biraz daha derinlere inmek lazım.
NAND flash bellek, hücrelerindeki "charge" yani yük miktarını değiştirerek veri depolar. Silme işlemi dediğimizde ise bu hücreleri maksimum yük seviyesine getiriyoruz. Yani aslında sıfırlıyoruz. Bunu yaparken de hücrelerin içindeki "floating gate" adı verilen yapıdaki elektronlar bir tünelleme mekanizmasıyla (genellikle Fowler-Nordheim tunneling) bloklar halinde ya da tüm çip genelinde temizlenir.
Deneyimlerime göre, bu işlem oldukça hassas. Yanlış yapılan bir erase işlemi, o hücreleri geri dönülmez bir şekilde bozabilir. Bu yüzden üreticiler, her hücrenin belirli bir sayıda silme ve yazma döngüsüne dayanabileceğini belirtir. Bu döngü sayısı (P/E Cycles) NAND flash'ın ömrünü belirleyen en kritik faktörlerden biri. Örneğin, tüketici sınıfı MLC NAND için bu sayı genellikle 3.000 civarında seyrederken, enterprise sınıfı SLC NAND'larda 100.000'lere kadar çıkabilir.
Erase Blokları ve LBA / PBA Kavramları
NAND silme işlemleri, genellikle bloklar halinde yapılır. Bir blok, birkaç sayfa (page) adı verilen daha küçük veri birimlerinden oluşur. Bir sayfa, örneğin 4KB veya 8KB olabilirken, bir blok yüzlerce sayfadan (örneğin 128 sayfa) meydana gelebilir. Bu bloklar, SSD'nin içindeki "flash translation layer" (FTL) adı verilen bir yazılım katmanı tarafından yönetilir.
Bizim bilgisayarımızda gördüğümüz LBA (Logical Block Addressing) yani mantıksal blok adresleri ile NAND yongasının fiziksel olarak veri yazdığı PBA (Physical Block Addressing) yani fiziksel blok adresleri birbirinden farklıdır. FTL, LBA adreslerini PBA adreslerine çevirirken wear leveling (aşınma dengeleme) ve garbage collection (çöp toplama) gibi karmaşık algoritmalar kullanır. Silme işlemi de bu noktada devreye girer. Bir blok tamamen dolduğunda veya içindeki veriler geçersiz hale geldiğinde, FTL o bloğu temizlemek üzere işaretler ve daha sonra fiziksel olarak silme komutunu verir. Bu sayede blok, yeni veriler için tekrar kullanılabilir hale gelir.
Deneyimlerime göre, bu FTL katmanının ne kadar verimli çalıştığı, SSD'nin genel performansı ve ömrü için hayati önem taşır. Kötü bir FTL uygulaması, gereksiz yere blokları silip yeniden yazarak ömrü kısaltabilir.
Gereksiz Silme Neden Zararlı?
Her silme işlemi, NAND hücresindeki "gate oxide" tabakasında az da olsa aşınmaya neden olur. Tıpkı bir düğmeye defalarca basıp çıkarmak gibi, bu tabaka da zamanla incelir ve sonunda elektron tutma özelliğini kaybeder. Bu, hücrenin veri saklama kapasitesini etkileyebileceği gibi, tamamen kullanılamaz hale gelmesine de yol açabilir.
Bu yüzden, SSD'ler veya diğer NAND tabanlı depolama cihazlarında gereksiz yere blokları silmekten kaçınmak önemlidir. Özellikle işletim sistemleri ve sürücüler, bazen " TRIM" komutu aracılığıyla artık kullanılmayan veri bloklarını SSD'ye bildirir. SSD'nin FTL'si de bu bilgiyi kullanarak, o blokları daha sonraki bir "garbage collection" döngüsünde silmek üzere işaretler. Bu, verimliliği artırır ve gereksiz silme işlemlerini azaltır.
Deneyimlerime göre, SSD sağlığı için yapabileceğin en iyi şeylerden biri, işletim sisteminin güncel olduğundan emin olmak ve TRIM desteğinin aktif olduğundan emin olmaktır. Eğer cihazın TRIM'i destekliyorsa, bu özellik sayesinde SSD'nin ömrünü uzatmış olursun.
NAND Erase'in Veri Kurtarma Üzerindeki Etkisi
Eğer bir NAND flash bellekte veri kaybı yaşarsan, "erase" işlemi durumu daha da karmaşık hale getirebilir. Silme işlemi, hücrelerdeki yükü sıfırladığı için, eğer silme işlemi tam olarak gerçekleşmiş ve hücreler yeni veriye hazır hale gelmişse, bu verileri geri getirmek pratikte imkansızdır.
Ancak, bazı durumlarda silme işlemi tam olarak tamamlanmamış olabilir veya hücreler henüz tam olarak sıfırlanmamış olabilir. Bu tür durumlarda, özel veri kurtarma araçları ve derinlemesine analiz teknikleri ile silinmiş verilere ulaşmak mümkün olabilir. Bu genellikle profesyonel veri kurtarma laboratuvarlarının işidir ve özel donanımlar gerektirir.
Deneyimlerime göre, bir veri kaybı durumunda yapman gereken ilk şey sakin kalmak ve cihazı kullanmaya devam etmemektir. Cihazı kullanmaya devam ettikçe, silinmiş verilerin üzerine yeni veriler yazılma ihtimali artar ve bu da kurtarma şansını düşürür. Eğer verilerin çok kritikse, bir profesyonelden destek almak en doğru yoldur.